Digitalisierung

Digitalisierung in der Landwirtschaft

In kaum einer Branche ist die Digitalisierung so flächendeckend angekommen wie in der Landwirtschaft.

Ein Landwirt, heißt es, hat in seinem Berufsleben vielleicht 30 Versuche, eine perfekte Ernte einzufahren. Dem gegenüber stehen zahlreiche Unwägbarkeiten: Regen oder Sonne lässt sich nicht herzaubern, Schädlingen fällt immer wieder etwas Neues ein, die Technik muss funktionieren, das Timing stimmen. Außerdem kommen auf dem Acker oder im Stall eine Vielzahl von Gewerken zusammen, und wenn es ernst wird, bleiben oft nur Stunden, um die Ernte eines Jahres heil vom Feld zu bekommen. Und wenn das gelingt, weiß man immer noch nicht, welche Preise der Markt anschließend hergibt.

Komplexität, verschiedene Beteiligte, Unmengen an Daten – kein Wunder, dass die Landwirtschaft zu den Vorreitern beim Einsatz digitaler Technik gehört. Autonomes Fahren, Big Data, soziale Netzwerke, Sensorik, Internet der Dinge: Auf dem Acker lässt sich das alles schon finden.

Im vergangenen Jahr nutzte der US-Food-Gigant Cargill die Blockchain-Technik, um für ein Drittel seiner zu Thanksgiving verkauften rund 600 000 Truthähne die Rückverfolgbarkeit bis zum Landwirt zu ermöglichen. Bereits Anfang 2018 hatte Louis Dreyfus, ein großer Agrarhändler, die erste Transaktion landwirtschaftlicher Waren mit dieser Technik durchgeführt, im Mai zog Cargill mit einer Handelsfinanzierung über Blockchain für Sojabohnen nach.

Laut einer Bitkom-Studie nutzt heute mehr als jeder zweite Landwirt digitale Technik. Roboter melken Kühe, Drohnen oder Satelliten erstellen Karten, Sensoren messen den Bodenzustand und den Nährstoffbedarf bei Pflanzen.

Schon im Jahr 2015 sorgen Sensortechnik, Elektronik und Software für 30 Prozent der Wertschöpfung in der Agrarwirtschaft aus. Nach Angaben des Vereins Deutscher Ingenieure lag die Quote damit dreimal so hoch wie in der Autobranche. Landwirte wissen heute über Sensoren oft genauso viel wie beispielsweise über Saatgut, vertrauen lieber Algorithmen als Bauernregeln, sind auch im Traktor jederzeit online und mit Kollegen in aller Welt vernetzt. Sie machen sich inzwischen nur noch ungern die Hände schmutzig, weil sie dann das Smartphone nicht mehr bedienen können, mit dem sie ihren Betrieb steuern.

Die digitalen Lösungen stammen zumeist von kleinen Unternehmen, die teilweise seit Jahrzehnten aktiv sind. Aber auch die großen Hersteller von Saatgut, Dünger oder Landmaschinen sowie die internationalen Händler konkurrieren mit eigenen Lösungen. Auch globale IT-Konzerne befassen sich mit der Landwirtschaft.

Fragt man diese Unternehmen nach ihren Erfahrungen, heißt es, Landwirte seien für digitale Anwendungen dann zu begeistern, wenn sich der Nutzen pro Hektar exakt beziffern lasse. Nicht wenige sehen in der Technik die Lösung für viele Probleme vorrangig in Entwicklungs- und Schwellenländern. Beim Global Forum for Food and Agriculture zu Jahresbeginn in Berlin war die Digitalisierung das Schwerpunktthema. Die rund 70 anwesenden Agrarminister waren sich einig: Hunger und Armut lassen sich mit smarten digitalen Lösungen besiegen. Allerdings prophezeite man das in der Vergangenheit schon oft – damals hießen die Wundermittel Kunstdünger oder Pestizide.

(Quelle: brandeins Wirtschaftsmagazin)

Satellit

Wie es dem Boden oder den darauf wachsenden Pflanzen geht, wird heute in knapp 800 Kilometern Höhe vom All aus analysiert. Dort kreisen die Satelliten Sentinel-2A und -2B. Mit hochauflösenden Spezialkameras fotografieren sie fortlaufend die Erdoberfläche. Dabei erfassen sie das reflektierte Sonnenlicht in unterschiedlichen Spektralbereichen. Dadurch lässt sich zum Beispiel der Chlorophyllgehalt von Pflanzen bestimmen. Alle zwei bis fünf Tage sendet das Duo frische Daten an die Europäische Weltraumorganisation, die diese inzwischen mehrheitlich kostenfrei zur Verfügung stellen.

Talking Fields

Die Satelliten sammeln Daten zur Bodenfeuchte oder zur Größe der Blätter von Nutzpflanzen und verknüpfen sie durch cloud-basierte Anwendungen mit Informationen zur Topografie oder zum Wetter. So bringen sie die Felder quasi zum Sprechen: Geht es den Pflanzen gut? Haben sie ausreichend Nährstoffe? Sollte mehr gedüngt werden? Sind die Pflanzen erntereif? Dabei greifen die Algorithmen auf Hunderte von Satellitenbildern und Vergleichsdaten vergangener Jahre zurück. Sie geben dem Landwirt exakte Informationen darüber, an welcher Stelle des Feldes welche Menge an Nährstoffen nötig ist, um einen besseren Ertrag zu erzielen. Das israelische Start-up Smart bietet heute bereits Düngerdosierungen für mehr als 250 Pflanzen an, abhängig von der geografischen Lage.

Communitys

Digitale Gemeinschaften spielen eine wichtige Rolle in der Landwirtschaft, gerade in Entwicklungsländern. Agrishare zum Beispiel, eine Handy-Plattform der Welthungerhilfe, vernetzt Landwirte in Afrika oder Asien. Mittels einer App können Menschen ihre Dienste, ihr Equipment oder ihre Waren anbieten. Sie teilen auch Wissen, etwa indem sie der Community einen Schädlingsbefall melden und Erfahrungen im Umgang damit abfragen.

Auch in hoch industrialisierten Ländern entstehen solche Netzwerke wie beispielsweise Farmtune (siehe auch Seite 54) oder Farmpilot von der Bertelsmann-Tochter Arvato. Sie fördern die Zusammenarbeit verschiedener Gewerke, zum Beispiel von Landwirten mit Lohnunternehmern und Maschinenverleihern. Tools ermöglichen es, die Arbeit zu dokumentieren und in Anspruch genommene Leistungen abzurechnen.

Drohnen

In Deutschland setzt etwa jeder zehnte Bauer Drohnen ein. Etwa ein Drittel der Landwirte, die diese Technik nutzen, tut dies, um Pflanzenbestände zu schützen oder Nützlinge auszubringen. Ein Beispiel sind Schlupfwespen, der natürliche Feind des Schädlings Maiszünsler. Mit einer Drohne des „Maschinenrings“ – einer Gemeinschaft zur Zusammenarbeit von Landwirten – werden die Nützlinge dann GPS-gesteuert über befallene Flächen abgeworfen.

Plattformen

Mehr als 50 verschiedene existieren allein in Deutschland. Die Angebote reichen von sozialer Vernetzung und Dokumentationsfunktionen über die Einsatzsteuerung von Spritzmitteln bis hin zur Vermarktung der Ernte.

Die Basismodelle dieser Plattformen sind meist kostenlos, Umsätze werden durch zubuchbare Leistungen erzielt. Berechnet wird beispielsweise das Installieren von Sensoren, mit denen sich GPS-gesteuerte Funktionen wie Fahrspurhilfen nutzen lassen. Dass Konkurrenten beim Datenaustausch kooperieren müssen, ist in der Branche Konsens. Am leichtesten tun sich damit Landmaschinenhersteller wie John Deere oder Claas; schließlich sind es ihre Maschinen, in denen auf den Feldern sämtliche Informationen zuerst auflaufen. Aber auch die großen Agrarkonzerne Cargill, Bunge, Louis Dreyfus und Archer Daniels Midland ziehen nach und gaben im Oktober 2018 bekannt, dass sie ihre Lieferketten gemeinsam standardisieren und digitalisieren wollen.

Echtzeitdaten

Wo stehen meine Maschinen? Wie viel Platz ist noch auf dem Hänger? Digitale Technik hilft, den Einsatz von Maschinen zu optimieren. Dadurch kann mit den vorhandenen die Leistung erhöht oder eine bestimmte Leistung mit weniger Maschinen erreicht werden.

In der Viehwirtschaft vermarktet das Unternehmen Zoetis unter dem Namen Smartbow einen Chip, der am Ohr zum Beispiel von Kühen angebracht wird. Er ermöglicht es, deren Gesundheitszustand und ihr Wiederkäuverhalten permanent zu erfassen. Cargill bietet Lösungen für vollautomatische Fütterung etwa in Aquafarmen an, auf Basis von Daten wie der Wassertemperatur.

Die Universität des Saarlandes entwickelte zusammen mit dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) smarte Kartoffeln, die vor der Ernte mit Sensoren bestückt im Feld eingegraben werden und dann Live-Daten aus dem Ernteprozess liefern. Damit kann der Landwirt seine Maschinen noch besser einstellen, um Druckstellen an den empfindlichen Knollen zu vermeiden.

Schwarmintelligenz

In Pilotprojekten werden erste Anwendungen bereits getestet. In vollständig miteinander vernetzten Systemen erkennen beispielsweise Traktoren, wann der Korntank einer Erntemaschine gefüllt ist – und beginnen selbstständig mit dem Abtransport. Der Maschinenpark auf dem Feld organisiert sich auf diese Weise weitgehend selbst.

Automatisierte Dokumentation

Sämtliche Prozesse werden in Agrarsystemen abgelegt und gespeichert. So lässt sich zum Beispiel über mobile Endgeräte jederzeit nachsehen, wie viel Dünger im vergangenen Jahr eingesetzt wurde. Solche Daten sind auch wichtig als Nachweis gegenüber den Kontrollbehörden.

GPS

Durch GPS-Unterstützung bleiben Landmaschinen auf dem Acker in der Spur. Parallelfahrhilfen vermeiden, dass Bahnen mehrfach befahren werden oder unbearbeitet bleiben. Die automatische Auswertung der Bewegungsdaten erleichtert es, schon beim Mieten von Maschinen die benötigte Zeit zu berechnen. Ebenso kann der Einsatz mehrerer Maschinen optimal aufeinander abgestimmt werden.

Online-Manager

Vom Traktorsitz aus kaufmännische Entscheidungen durchspielen? Tools wie der „Profit Manager“ von 365 Farmnet zeigen in Echtzeit an, welche Menge an Biomasse auf den Feldern steht, mit welchen Kosten pro Hektar produziert, zu welchen Preisen gerade an den großen Börsen gehandelt wird und welche Ertragserwartungen aus diesen Faktoren abzuleiten sind.

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